Mobiilisähköä ja jännitehaasteet

[Kuulapaa]

Minulla on ongelma, sähköinen sellainen. Itse asiassa ongelma liittyy myös asuinpaikkaan, jossa lentokentän valot tekevät kuvaamisesta mahdotonta. Siispä ajan pimeän rajamaiden taakse kuvaamaan.

Olen tähän asti invertoinut jännitteen auton akusta -> 220VAC, jonka olen sitten siirtänyt roikalla 15m jalustan luo ja siellä sitten alentanut sen muuntajilla eri komponenteille. Hävikki on luonnollisesti tarpeettoman suurta ja joku aamuyö havahdun varmasti tilanteeseen, jossa auto sanoo käynnistettäessä enää vain naks.

Siispä tarkoituksena on optimoida tehohävikkiä ja muuntaa koko sähkönsiirtovälineistö toimimaan 12V tasajännitteellä. Suunnitelma on tämä:
•   15m 10AWG kaapelia akulta
Hubi, jossa jännitettä muokataan:
•   12V -> 17V seurantaläppärille [edit]
•   12V -> 9V kameralle
•   12V pulssimodulaationa lämmittimille x 2
•   12V läpivienti jalustalle

Virtaa kulkee arviolta hetkittäin 7A (kokonaisteho 84W ilman muuntohävikkiä). Tällä johdolla jännite tippuu laskennallisesti vain muutamia prosentteja vaikka teho kasvaisikin selvästi yli 100W. Periaatteessa maksimitilanne on se, että läppäri lataa akkua, jalusta vaihtaa asentoaan molemmilla moottoreille, lämmittimet ovat jääneet liian kovalle teholle ja kamerakin vielä on valotuksella.

Pienellä tuulettimella hubikotelo pysyy viileänä varsinkin Suomen olosuhteissa, mutta ongelmaksi muodostuu tilanne, jossa auto on kuvaajan lämmittämiseksi käynnistettävä ja jännite sakkaa hetkellisesti kunnes laturi nostaa sen taas yli 14V. Jos latausjännite navoista on 14,5V niin läpiviennillä mennään yli 10% standardista heittämällä. Vastaavasti latausjaksolle säädetyt muuntimet tiputtavat jännitteen lepotilassa alle halutun ja toisin päin.

Onko ideoita?

[pnuu]

Onko ideoita?

Erillinen akku kuvauskalustolle. On varmempaa sitten aamuyöstä sen starttaamisenkin kanssa :-)

[Kuulapaa]

Erillinen akku kuvauskalustolle. On varmempaa sitten aamuyöstä sen starttaamisenkin kanssa :-)

Nah, liian helppoa eikä aiheuta lisätyötä

Helpontahan se olisi, mutta täytyisi laittaa joku 80Ah edit: "vene"akku ja laadukas maksaa suolaisesti. Auton keulassa mokoma kulkee jo kätevästi mukana.

Edit: Toisaalta voisi kytkeä rinnalle pikkuakun (12Ah) ja kytkeä auton akku irti kunnes auto on lämmin ja sitten taas vaihtaa takaisin. Jännite koko ajan jostain akusta kytkettynä..

[rintape]

En missään nimessä myönnä, että mulla on kerran auton akku tyhjentynyt Porkkalan kärjessä. Mutta yli 15 asteen pakkasessa klo 02.00 tilanne ei ole mitenkään huvittava.

Entäs jos jaat kuormaa hiukan? Hankit pienemmän akun, joka antaa virtaa esim. jalustalle ja muut laitteet auton akusta. Pienemmät akut ei ihan hirveitä maksa, niitähän löytyy biltemasta ym. vastaavista motoneteistä. Myöskään sellaiset auton hätäkäynnistysakut ei maksa ihan kauheasti, joku hieno nimi niillä on.

Mutta edellämainittu tilanne ei ole mitenkään suositeltava. Ei siis sillä, että minulle olisi niin käynyt...

Petri

[Kuulapaa]

...
Entäs jos jaat kuormaa hiukan? Hankit pienemmän akun, joka antaa virtaa esim. jalustalle ja muut laitteet auton akusta. Pienemmät akut ei ihan hirveitä maksa, niitähän löytyy biltemasta ym. vastaavista motoneteistä. Myöskään sellaiset auton hätäkäynnistysakut ei maksa ihan kauheasti, joku hieno nimi niillä on.
...

Nykyisin on kaksi akkua, toinen nimenomaan jalustalle ja invertteriltä sitten muille. Menee vaan turhan monimutkaiseksi ja johtoja riittää pimeydessä vähän liikaa. Osassa myös liikkuu se 220V.

Kuitenkaan työtä kaihtamatta tai ehkä juuri siksi taidan päätyä ratkaisuun, johon saan kytkettyä pikkuakun rinnalle ja käytettyä kalustoa sitten sillä auton käydessä. Iso irti kun auto käyntiin ja toisin päin. Tulee lisää haarottimia kun virta ei luonnollisesti saa kadota vaihdon aikana.

"Unified solution, clean idea but everything than simple in real life."

DC:n siirto on vaan vähän haasteellista matalalla jännitteellä ja "suurella" virralla kun kaapelivahvuus tuppaa kasvamaan:

[Timo Kuhmonen]

Itsekin suosittelin erillistä akkua, auton omasta sähköjärjestelmästä (plus lämpimät haalarit kehiin :-). Jos auto on käytettävissä, niin kulkee kohtuu helposti akku mukana. Ehkä niiltä harrastajilta, jotka on paneutuneet enemmän auton äänentoistojärjestelmiin - saanee lisää ideoita.
Tiedän että siellä on mahdolisuus virittää toinen akku, siten että äänentoistolaitteet ei syö käynnistys akkua tyhjäksi...

Jos kulkee havainto tai kuvauspaikalle fillarilla, silloin on luonnollisesti enemmän kiinnitettävä huomiota akun kokoon ja painoon.
Omasta mielestäni, lyijyakkutekniikassa hinnat on vielä suhtkoht kohdallaan (toki kukin voi olla eri mieltä). Sitten jos kenttäkäyttöön tehdään isokapasiteettinen "mobiiliakku" esim litium akkutekniikalla, kustannukset kasvaa edelleen...

Itselläni on nyt menossa pikkutehon Litium akkuprojekti Nikon kameroille. Sopii varmaan, jos vaihdellaan tarpeen mukaan kommentteja ja kokemuksia projekteista.
http://tiku-astro.blogspot.fi/search/label/litium-polymer

[Kuulapaa]

Kuulostaa mielenkiintoiselta projektilta.

Mulla on tosiaan tossa ollut testissä parin kympin kiinalainen jänniteregulaattori, jolla 12V saadaan alennettua Nikonin ymmärtämälle tasolle. Jännitteen saa siinä säädettyä 0,01V tarkkuudella. Virtaa riittää 5A tarpeen mukaan. Mulla oli aika vahva ennakkokäsitys tuon laadusta, mutta kun ajettiin sitä 9V/4A tasolla oskolliskoopin kanssa niin pakko tunnustaa, että hyvältä näyttää. Ei vaapu kuorman alla. Virtalähteenä oli moottoripyörän geeliakku. Tuolla voi jättää kuvaamaan illasta aamuun ilman pelkoa tyhjenemisestä.

Invertterinä toimii niin ikään parin kympin kiinalainen. Se on ollut rasitustestissä 16V 17V läppäriä käyttämässä ja sen oskilloskoopit on ajettu 120W teholla. Siistiä signaalia antaa kuorman alla sekin.

Huomenna niputan komponentit lootaan ja räpsin parit kuvat nähtäväksi. Nyt on vahva tahtotila karsia turhat johtotauhkat mahdollisimman minimiin ja niputtaa pakolliset siististi.

Edit: kuvat seuraavassa viestissä.

Jos muuten jollakin on Nikonin 4 pinnistä urosliitintä tai tietoa moisten myyjästä niin tietoa otetaan vastaan. Ei viitsisi tilata kokonaista virtalähdettä pelkän plugin takia..

[Kuulapaa]

Pienen aherruksen jälkeen hubi on valmiina käyttöön. Härkäpäisesti päätin vetää laitteen sisäiset johdotukset 2,5mm2 johdolla. Tämä sitten aiheutti pieniä haasteita haaroitusten ja liittimien asennuksessa. Haaste oli lähinnä se, että kaapeli pyrkii pitämään muotonsa eikä oikein alistunut tiukkoihin mutkiin. Tämä sitten tuppasi vetämään liittimiä vinoon vielä neljänkin tunnin jälkeen kun Rapid epoksi oli jo kovettunut sen verran ettei kynsi jättänyt jälkeä siihen.




15m kaapelia mahdollistaa jo kohtuullisen etäisyyden auton keulasta. Lopullinen strategia näyttää muuodostuvan sellaiseksi, että käytän välillä auton moottoria sekä lämmittämään kuvaajaa ja lataamaan auton akkua. Tällä välillä laitteiston ruokinnasta vastaa pienempi moottoripyörän 12Ah akku.

[Kaizu]

Suosittelen tarkistamaan että lataako autosi tyhjäkäynnillä akkua. Monet autot eivät lataa, varsinkaan jos samaan aikaan on muita sähkölaitteita päällä.

Kaizu

[jaffons]

Olet näköjään onnellisesti myös löytänyt ne akun navat. Uusimmissakun ne tuuppa olemaan jossain syvimmässä reiässä neljän muovin alla..

[Kuulapaa]

Pientä päivitystä.

Toyota tosiaan lataa, myös tyhjäkäynnillä ja jopa istuinlämppärillä kunhan ei huudata täysillä, mikä tekee lämmittelyn oikein mukavaksi. Pieni haitta nykyautoissa toki vanhempiin nähden on: Valoja kun ei saa täysin pimeiksi mitenkään ja aina on vähintään parkit päällä. Tämä vähän haittaa silmien sopeutumista.

Varmuudenvuoksi ajettiin oskilloskooppitestit lähdöille käynnistyksen aikana. Moottoria käynnistettäessä akun jännite tekee noin sekunnin pituisen tupla-V dropin käyden noin 8V nurkilla. Nikonille muunnettu 9V lähtö pysyy käytännössä muuttumattomana vain 0,5V tiputuksella, mutta 17V läppärille invertoitu nuukahtaa hetkellisesti ihan kunnolla kuorman alla noin 10V pintaan. Ongelman saa ratkaistua pitämällä läppärin akku puskurina. 12V jalustalähtö kokee vähän haittaa, mutta ainakin järjestelmä pysyy asetuksissaan kun seurannan kytkee pois auton käynnistyksen ajaksi. Mittausten mukaan jännitepiikkejä ei ainakaan synny. Tyypillinen ongelma on kaapeleiden jäykistyminen pakkasessa.

Pe/la-yönä hörrötteli auto tyhjäkäynnillä kuuta kuvatessa pari tuntia ja jotenkin tuli autossa käsiä oikeasti lämmitellessä mieleen pohdinta, että miksi ihmeessä en ole tätä aikaisemmin tehnyt..

[fsol77m]

Sellainen vinkki että tuohon voisi olla helppo lisätä viivepiiri niin että kun tietää että pitää mennä auto käynnistämään niin painaa viivepiirin päälle (ajastuksena vaikkapa 30s viive) , käynnistää auton ja 25sek (5 sek menee sinne autoon sisälle pääsemiseen ja avaimen kääntöön) päästä viivepiiri kytkee vasta auton 12v sähkön samaan sarjaan kuin pikkuakkukin.

Eli toisinsanoen : itse pitäisisin pikkuakun aina kiinni & jokin volttimittari kylkeen kiinni ja kun akku näyttää olevan tyhjä tms niin sitten vain käynnistää auton ja pikkuakkukin latautuu 30sek päästä.
Ja sittenkun pikkuakku on taas täysi niin auto sammuksiin ja odottamaan seuraavaa "lataus sykliä".
Viivepiiri estäisi myös virran kulkemisen väärään suuntaan auton käynnistysvaiheessa eli pikkuakusta autolle päin.

Ps. autohifin puolella käytetään myös kondensaattoreita virtapiikkien tasaukseen joten sellainenkin voisi olla helppo lisätä pikkuakun kylkeen niin kaikki virtapiikit tasoittuvat. (esim 100 000uF 16vdc elko)

Pss. kaikkein helpoin viivepiiri olisi "käyttäjä itse" eli kytkin piuhan väliin ja kytkimestä kytkee virrat vasta kun auto on käynnistetty jne :)

[Nurinniska Observatory]

Eräs tuttu teki jossain venejutussaan vara-akulle (joka pidetään aina täydessä varauksessa, kunnes se tarvittaessa kytketään käyttöön erillisestä kytkimestä) vastaavan systeemin diodilla joka kestää latausvirran. Diodi tulee pääakun ja vara-akun plusnapojen välille siten, että virta kulkee vain silloin, kun pääakun jännite on korkeampi kuin vara-akun.

edit: tämä nyt ei oikeastaan edes liity ketjun aiheeseen... 

[Meade-mad]

Tuolla yksinkertaisella diodierotuksella vara-akku ei tule koskaan ihan täyteen, koska diodi pudottaa jännitettä kynnysjännitteensä verran. Se on luokkaa 0,5V - 0,7V. Jos virittää tuollaiset diodierotukset, latausjännitettä pitäisi myös nostaa saman verran.

jk